Fragenkatalog

• 1. Erläutern sie die drei Hauptideen der natürlichen Selektion.
  • Populationen durchlaufen eine Evolution, nicht Individuen. Genetische Veränderung führt mit der Zeit zur Weiterentwicklung.
  • Nur erbliche Merkmale werden gefördert, die über die Gameten an die Nachkommen weitergegeben werden können. Somatische Veränderungen eines Individuums werden nicht von der natürlichen Selektion beeinflusst.
  • Anpassungen abhängig von den Umweltfaktoren.
• 2. Benennen sie die fünf wichtigsten Evolutionsmechanismen.
  • Neue Mutationen können mit der Zeit zufällig auftreten durch geringe Fehlerrate bei der Replikation.
  • Gametenwanderung und -austausch zwischen Populationen führt zu Genfluß.
  • Gendrift durch zufällige Frequenzänderung der Allele. Flaschenhals- und Gründereffekt. Geringe genetische Variabilität durch geringe Ausgangspopulation.
  • Assortative Paarung, bsp. Vermeidung Selbstbefruchtung oder sexuelle Selektion.
  • Natürliche Selektion, da quantitative Variabilität der Allele durch biologische Fitness in der Population selektiert wird. Manche Allele setzten sich dann stärker in der Population durch, wegen verbessererter Anpassung/Reproduktionserfolg.
• 3. Wie wirkt sich die gerichtete Evolution auf eine Population aus?

  Gerichtete Selektion begünstigt ein Extrem. Evolutionstrend weicht dabei von der Mitte hin zu einem Extrem ab. Im Gegensatz dazu stehen die disruptive und stabilisierende Selektion. (beide Extreme oder der Durchschnitt ist begünstigt)

• 4. Warum sind Kosten-Nutzen Beziehungen für evolutive Anpassungen wichtig?

  Anpassungen sind mit Kosten und Nutzen verbunden. evolutive Anpassungen erfolgen nur, wenn die erziehlte biologische Fitness die Kosten übersteigt.

  Beispiel: Tetrodotoxinresistenz bei der Strumpfbandnatter ermöglicht neue Nahrungsressourcen, vermindert jedoch die Kriechgeschwindigkeit. Nur von Vorteil, wenn giftige Beute im Siedlungsareal.

• 5. Was bedeuten die Begriffe Homolog und Analog in der Phylogenie?
  • Homologe Merkmale sind zwischen zwei Arten von einem gemeinsamen Vorfahren ererbt. Diese können weiter in ursprüngliche und abgeleitete Merkmale unterteilt werden (plesiomorph / apomorph).
  • Analogien sind ein Ergebniss konvergenter Evolution. Die Merkmale sind sich ähnlich und den ähnlichen Lebensbedingungen zu verdanken. Unabhängige Entwicklung bei ähnlichem Selektionsdruck.
• 6. Was besagt das biologische Artkonzept und warum besitzt es keine allgemeine Gültigkeit?

  Das biologische Artkonzept wurde von Ernst Mayr entwickelt und besagt das Arten Gruppen natürlicher Populationen sind, die reproduktiv von anderen Gruppen isoliert sind und sich nur untereinander kreuzen und fertile Nachkommen hervorbringen können. —Fortpflanzungsgemeinschaft.

  Keine Allgemeingültigkeit, da nicht anwendbar bei Arten mit ungeschlechtlicher Vermehrung oder Parthenogenese. Auch bei ausgestorbenen Arten nicht mehr überprüfbar.

• 7. Wie entstehen neue Arten durch allopatrische Artbildung?

  Durch eine physikalische Barriere werden zwei Populationen einer Art getrennt und passen sich unterschiedlich an die neuen Umwelten an. Nach Wegfall der Barriere könnten gemischte Bestände bestehen, die sich jedoch nicht mehr kreuzen können und es sich demnach um verschiedene Arten handelt. Bsp. Ansteigender Meeresspiegel. Darwin Vögel

• 8. Welche bedeutenden erdgeschichtlichen Veränderungen haben die Evolution der biologischen Vielfalt maßgeblich beeinflusst?
  • Plattentektonik, Kontinentaldrift sind langsame Prozesse.
  • Massive Eruptionen von Vulkanen können zu Klimaänderungen führen (Aschewinter) oder starke Meeresspiegelschwankungen hervorrufen, korrelieren mit Massenaussterben.
  • Steigender Sauerstoffgehalt, sinkender CO2 Gehalt durch photoautotrophe Organismen führt zu neuen Umweltbedingungen und zahlreichen Arten. Rasches Absinken Ende Perm durch Eiszeiten hervorgerufen.
  • Meteroiteneinschläge führten ebenso zu Kaltzeiten und Massenaussterben
  • Mit der Freiwerdung neuer Nischen können neue Arten sich durchsetzen — Radiation. —> Nischen bildung nach Massenaussterben und enstehung der Corda Dorsalis (Vertebrata)

  Wirbeltiere (Vertebrata)

• 9. In welche Großgruppen werden lebende Organismen eingeteilt und welche gemeinsamen Merkmale kennzeichnen sie?

  Die lebenden Organismen werden in 3 Domänen eingeteilt. Bacteria, Archaea und Eukarya. Ihnen gemein ist die Glykolyse, DNA die genetisch Proteine kodiert, Umwandlung der DNA durch Transskription zu mRNA und durch Translation weiter zum Protein(Proteinbiosynthese), semikonservative Replikation der DNA, Abgrenzung zur Umwelt durch Plasmamembranen und einer hoher Zahl Ribosomen für die Proteinbiosynthese.

• 10. Welche Merkmale kennzeichnen die Eukaryota?
  • flexible Zelloberfläche
  • DNA in membranumhülten Zellkern, organisiert in Chromosomen
  • Cytoskelett ermöglicht Mitose statt binärer Spaltung
  • weitere Kompatimentierung — Membranumschlossene Organellen
  • z.B. Mitochondrien (Endosymbiotischen Ursprungs)
  • z.B. Golgi-Apparat — Vesikeltransportsystem
  • Verdauungsvesikel
• 11. Warum zählen Viren nicht zu den Lebewesen?
  • kein zellulärer Aufbau, lediglich abgeleitet von Lebewesen (Erbmaterial gleich gespeichert und weitergegeben)
  • kein eigenen Stoffwechsel oder Replikation
  • Für Replikation und Stoffwechsel auf lebende Zellen angewiesen. Grundlegende Funktionen sind nicht eigenständig umsetzbar.
• 12. Zu welchem Ernährungstyp zählen pflanzenpathogene Bakterien?

  Chemoorganoheterotropher Ernährungstyp. Energie- und Kohlenstoffquelle sind organische Verbindungen.

• 13. Was besagt die Endosymbiontentheorie?

  Ursprüngliche Eucaryotenzelle hat phagozytotische Proteobakterien aufgenommen und nicht verdaut, stattdessen als Endosymbionthen in Vesikel eingeschlossen behalten (Entstehung der Mitochondrien). Chloroplasten sich durch die Aufnahme eines Cyanobakteriums entstanden. Nutzen durch verbessertes Energietransformationssystem.

• 14. Welche Merkmale kennzeichnen Pilze und warum stehen sie in naher Verwandtschaft zu Tieren?

  Sowohl Pilze, wie Metazoa gehören zu den Opisthokonta ("Hinterpolige"). Ein gemeinsames Merkmal dieser Gruppe ist eine Geißel am Hinterende (wenn vorhanden). Pilze zeichnen sich durch eine chitinhaltige Zellwand aus und Heterotrophie. Plastiden fehlen wie bei den Tieren. Fortpflanzungsmuster komplex (sexuell/asexuell). Lebensweise: Saprobiont, Destruent, Parasit, Symbiont.

• 15. Beschreiben sie die embryonalen und frühen Entwicklungsstadien der Metazoa?
  16. Befruchtung der Eizelle — Reorganisation des Ooplasmas
  17. Furchung (erste Zellteilung). total oder partiell — holo- oder meroblastisch
  18. Entwicklung Blatula - Morulla
  19. Gastrulation — Urdarm entsteht. Öffnung ist der Blastoporus (Urmund)
  20. Keimblätterbildung: diplo- und triploblastische Tiere (Ektoderm, Entoderm, (Mesoderm))
• 16. Auf welche Keimblätter gehen die wichtigen Organsysteme zurück?
  • Ektoderm: Epidermis, Sinneszellen als Derivate, Vorder- und Enddarmepithelien, Hornhaut und Augenlinse, wie Nervengewebe, Epiphyse und Hypophyse
  • Mesoderm: Chorda dorsalis, Skelett und dessen Muskulatur, Exkretions-, Fortpflanzungs-, Lymph- und Kreislaufsysteme.
  • Entoderm: Epithel Verdauungstrakt und respiratorisches System. Leber, Pankreas, Schilddrüse
• 17. (Körperbauplan der Metazoa wird durch die Leibeshöhle beeinflusst.) Wie unterscheiden sich Acoele – Pseudocoele und Coelomate Organisationstyp

  Dem acoelomaten Typen fehlt eine Leibeshöhle, stattdessen lockere Zellmasse mit flüssigkeitsgefüllten Spalten, wie bei Plattwürmern. Kriechend.

  Pseudocoelomate Organisation mit Hohlraum (flüssigkeitsgefüllt), mesodermale Muskeln schließen nach außen. Organe schwimmen ohne Aufhängung, wie bei Nematoden. Schlängelnd.

  Coelomate Organisation mit sekundärer Leibeshöhle im Mesoderm mit Organaufhängung. Bessere Flüssigkeitskontrolle. Hydroskelett, Muskelschlauch und weitere Stütztstrukturen/-skelette. Bsp. Regenwurm mit kriechender Bewegung durch Koordination der zahlreichen Körpersegmente.

• 18. Warum können sich Plathelminthen nur kriechend fortbewegen?

  Sie sind acoelomat. Die Leibeshöhle fehlt, wie auch Extremitäten. Kriechende Bewegung nur durch Cilienschlag möglich.

• 19. Welche evolutiven Vorteile bietet die Segmentierung des Körpers? Nennen sie ein Beispiel.

  Körperabschnitte können sich spezialisieren, dadurch erfolgt eine Änderung der Körperform. Bewegungen sind so besser zu koordinieren.

  Beispiel: heteronome Gliederung des Körpers einer Ameise.

  Der Caput ist der Kopf mit Antennen, Komplexaugen und Mandibeln. Dient der Umweltwahrnehmung und der Nahrungsaufnahme.

  Im Mesosoma finden sich Atemöffnungen. Flügel können vorkommen, sind aber oft zurückgebildet.

  Im Metasoma findet sich ein Stachel und Fortpflanzungsorgane.